Cet article porte sur la modélisation des culasses aluminium de moteurs diesel HDI en vue de prédire leur tenue en fatigue
polycyclique. Celles-ci, avant d'être
frettées, serrées sur le bloc moteur et utilisées en service,
subissent un traitement thermique (trempe et revenu) afin d'améliorer leurs propriétés mécaniques. Lors de ce procédé d'importantes
contraintes résiduelles sont générées.
Leur modélisation est nécessaire pour obtenir des résultats numériques prédictifs.
Une première difficulté vient de la modélisation des échanges thermiques. Pour cela, le choix d'une
fonction analytique simple pour le coefficient d'échange H = f(Tparoi), suivi de l'optimisation des différents paramètres, a permis de
modéliser les courbes de refroidissement. Une fois
l'histoire thermique de la culasse modélisée, un calcul mécanique élastoplastique permet de
déterminer les
contraintes résiduelles. Celles-ci, fortement de traction
dans la zone à risque, sont défavorables à la tenue à la fatigue polycyclique de la pièce dans le cas de la trempe à l'eau. La prise en compte de l'état
résiduel de fin de traitement thermique dans la filière de dimensionnement à la fatigue polycyclique permet alors de caractériser les zones à risque expérimentalement observées.